DE1627021B2 - Bohrstange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrstange mit einer achsparallelen endseitigen Aufnahme für einen radial verstellbaren Schneidwerkzeugträger, welcher in einer horizontalen Ebene bewegbar gelagert und mittels einer Schraubeinrichtung verstellbar befestigt ist, wobei die radiale Verstellung ein Biegen des Schaftes des Schneidwerkzeugträgers hervorruft.

Eine solche Bohrstange ist bekannt (US-PS 36 125). Die Schraubeinrichtung für den Schneidwerkzeugträger besteht dabei aus einer Spannschraube, mittels der der Schneidwerkzeugträger am vorderen Bohrstangenende befestigt werden kann, einer in den Schneidwerkzeugträger eingeschraubten Einstellschraube, deren vorderes Ende sich am vorderen Bohrstangenende abstützt, so daß dadurch der radiale Abstand des Schneidwerkzeugs von der Bohrstangenachse eingestellt werden kann, und einer Stützschraube am hinteren Ende des Schneidwerkzeugträgers. Zum Verstellen muß bei dieser herkömmlichen Bohrstange die Spannschraube gelöst werden, wonach dann mittels der Einstellschraube das Schneidwerkzeug in die gewünschte Radialstellung gebracht wird. Danach wird dann der Schneidwerkzeugträger durch Anziehen der Spannschraube wieder befestigt. Dabei wird jedoch der sich an seinem hinteren Ende an der Bohrstange abstützende Schneidwerkzeugträger durchgebogen, so daß sich auch die Radialstellung des Schneidwerkzeugs ändert. Bei hohen Genauigkeitsanforderungen erfordert dies eine entsprechende Korrektur der Einstellung. Nachteile dieser bekannten Bohrstange sind somit, daß das Einstellen verhältnismäßig viel Arbeitsaufwand erfordert, da mehrere Schrauben gelöst und angezogen werden müssen, daß die Einstellung dennoch ungenau ist und daß außerdem der Schneidwerkzeugträger nicht gegen tangential wirkende Schneidkräfte ausreichend abgestützt ist.

Es sind ferner Bohrstangen bekannt (US-PS 32 36 125, US-PS 3189 976), bei denen der Schneidwerkzeugträger im wesentlichen aus zwei Keilen besteht, die relativ zueinander verschoben werden können, so daß dadurch der radiale Abstand des Schneidwerkzeugs von der Bohrstangenachse geändert wird. Dies ermöglicht zwar eine genauere Einstellung als bei der vorstehend beschriebenen Bohrstange, erfordert jedoch ebenfalls das Lösen und Wiederanziehen einer Spannschraube und einer Stützschraube und das Einstellen einer Einstellschraube, so daß die Einstellung erheblichen Arbeitsaufwand erfordert. Bei einer der bekannten Bohrstangen (US-PS 31 89 976) ist bereits vorgesehen, den Schneidwerkzeugträger in einem sich in radialer Richtung öffnenden Schlitz über parallele Flächen am Schneidwerkzeugträger gegen Tangentialkräfte abzustützen.

Es ist auch eine Bohrstange bekannt (US-PS 29 98 737), bei der der Schneidwerkzeugträger in einem radial verlaufenden Schlitz sitzt und in diesem mittels einer Stützschraube und einer Spannschraube fixiert wird. Die Radialstellung des Schneidwerkzeugs wird mittels einer in Achsrichtung der Bohrstange verlaufenden Einstellschraube eingestellt, die einen konischen Kopf hat, an dem der Schneidwerkzeugträger über einen Stift anliegt, so daß die Radialstellung durch die Einschraubtiefe der Einstellschraube bestimmt ist. Auch bei dieser bekannten Bohrstange erfordert das Einstellen das Lösen, Spannen und Verstellen mehrerer Schrauben.

Bekannt ist auch eine Bohrstange (GB-PS 2 55 784), bei der die Radialstellung des Schneidwerkzeugträgers von einem in Axialrichtung der Bohrstange verschiebbaren Keil bestimmt wird. Eine Sicherung des schwenkbar angelenkten Schneidwerkzeugträgers in seiner Radiallage und eine Abstützung in Tangentialrichtung erfolgt nicht. Schließlich ist es noch bekannt (»American Machinist« vom 14. März 1955, Seite 161), einen Schneidwerkzeugträger an seinem vorderen Ende zu schlitzen und durch elastisches Auslenken des das Schneidwerkzeug tragenden vorderen Trägerendes die Stellung des Schneidwerkzeugs zu ändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Bohrstange der zuerst genannten Art eine genaue und gleichzeitig leichte Einstellung des Schneid-Werkzeugs zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in bei Bohrstangen bekannter Weise an dem Bohrstangenende ein sich in radialer Richtung öffnender Schlitz vorgesehen ist, daß sich in diesem Schlitz in der Schneidwerkzeugträgerachse eine Bohrung erstreckt und der Schaft des Schneidwerkzeugträgers in ein langgestrecktes federnd biegsames Zwischenstück mit einem rückwärtigen Ende ausläuft, das fest in der

Bohrung angeordnet ist, daß der Schneidwerkzeugträger für eine Gleitberührung innerhalb des Schlitzes bekannte parallele Flächen aufweist und daß bei der Schraubeinrichtung für die radiale Verstellung des Schneidwerkzeugträgers von einer bei Bohrstangen bekannten Keilverstellung über eine in Achsrichtung vom Bohrstangenende verdrehbare Einstellschraube Gebrauch gemacht wird.

Bei der erfindungsgemäßen Bohrstange erfolgt das Einstellen allein durch Drehen der Einstellschraube, ohne daß zuvor Spannschrauben oder Stützschrauben gelöst und danach wieder angezogen werden müssen. Das Einstellen kann somit äußerst einfach und leicht erfolgen. Aufgrund des axial gesicherten, langgestreckten und biegsamen Schaftes und der Abstützung in einen Schlitz in Tangentialrichtung erfolgt bei der Einstellung ausschließlich eine Bewegung in einer durch die Bohrstangenachse verlaufenden oder zu dieser parallelen Ebene, wobei die Einstellung auch durch die beim Schneiden wirkenden Kräfte nicht geändert werden kann, so daß die Einstellung sehr genau erfolgt und auch bleibt.

Ausführungsbeispiele mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Drehbank mit einer die als erfinderisch beanspruchten Merkmale aufweisenden Bohrstange,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform jener Bohrstange in zerlegtem Zustand,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Bohrstange gemäß F i g. 2 im montierten Zustand,

F i g. 4 eine Schnittdarstellung gemäß 8-8 in F i g. 2,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Bohrstange gemäß F i g. 3,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Bohrstange,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Bohrstange gemäß F i g. 6,

F i g. 8 eine Schnittdarstellung gemäß 12-12 in F i g. 7,

Fig.9 eine Vorderansicht der Bohrstange gemäß F i g. 7,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Einstellspanners für die Bohrstange mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen, und

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs um die Kontaktstelle zwischen der Einstellschraube und dem Schneidwerkzeugträger jener Bohrstange.

In Fig. 1 ist eine Bohrstange 115 dargestellt, die in einen Werkzeugschlitten 116 eingespannt ist, der sich an einem Revolverkopf 117 einer herkömmlichen Drehbank 118 befindet. Ein sich drehendes Werkstück 119 ist in eine Spindel 120 der Drehbank eingespannt, damit das Schneidwerkzeug der Bohrstange am Werkstück eine Innenbohrung ausdrehen kann.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 2 die Bohrstange 155 ausführlicher erläutert. Diese Bohrstange 115 umfaßt einen länglichen Körper 130, der aus Werkzeugstahl oder einem anderen hochfesten Stahl gefertigt ist. Das hintere Bohrstangenende 131 ist in geeigneter Weise so geformt, daß es im Werkzeugschlitten 116 so eingespannt werden kann, daß das vordere Bohrstangenende 132 aus dem Werkzeugschlitten 116 ausreichend weit herausragt, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist.

Am vorderen Bohrstangenende 132 befindet sich eine Axialbohrung 133, die in eine konzentrische Gewindebohrung 134 (siehe Fig.4) übergeht, in die eine Einstellschraube 135 eingeschraubt ist, deren Kopf 136 einen kegeligen Abschnitt 137 hat, der an einer Schulter 137a in einen zylindrischen Abschnitt übergeht. Diese Schulter kann in punktförmige Berührung mit einem Kopf 151 eines Schneidwerkzeugträgers 121 treten, was im folgenden noch erläutert wird. Beim Verdrehen der Einstellschraube 135 wird über die Schulter 137a eine Kraft auf den Schneidwerkzeugträger ausgeübt. Im Kopf 136 der Einstellschraube 135 befindet sich eine axiale Ausnehmung 135a, in die zum Verdrehen der Einsteilschraube ein entsprechender Schlüssel eingesetzt werden kann.

Wie aus den F i g. 2 und 5 ersichtlich ist, ist in die Axialbohrung 133 eine Führungshülse 138 mit einem der Axialbohrung 133 entsprechenden Durchmesser eingesetzt, wobei die Axialbohrung 133 und die Führungshülse 138 am Umfang jeweils unterbrochen sind, damit freier Zugang zu einem Schlitz 140 besteht.

Dieser Schlitz wird in Umfangsrichtung von zueinander parallelen, gegenüberliegenden ebenen Flächen 141 und 142 begrenzt, die von der Axialbohrung 133 zur Außenseite des Körpers 130 verlaufen. Diese Flächen 142 und 141 verlaufen vorzugsweise parallel zu einer waagerechten Schnittebene gemäß X-X in F i g. 5.

An seinem in Axialrichtung hinten liegenden Ende wird der Schlitz von einer Wand 143 begrenzt, in der sich eine axial verlaufende Bohrung 144 zur Aufnahme eines Schaftes 150 des Schneidwerkzeugträgers 121 befindet. Der Schneidwerkzeugträger 121 umfaßt außer dem Schaft 150 einen Kopf 151. Der Schaft 150 hat kreisförmigen Querschnitt und umfaßt ein verdicktes Ende 153 sowie ein Zwischenstück 152 mit geringerem Durchmesser. Am Ende 153 befindet sich eine Abflachung 151a (siehe F i g. 4), gegen die Spannschrauben 154 drücken, die von der dem Schneidwerkzeugträger 121 gegenüberliegenden Seite der Bohrstange 115 durch diese verlaufen und bis in die Bohrung 144 ragen, wie in F i g. 4 erkennbar ist.

Den Kopf 151 des Schneidwerkzeugträgers 121 hat im wesentlichen rechteckige Form und weist eine obere Fläche 156 auf, in der sich eine Ausnehmung 157 und ein dreieckiger Werkzeugsitz 158 befinden. Außerdem geht von der oberen Fläche 156 eine nach unten gerichtete Gewindebohrung 162 aus.

Der Werkzeugsitz 158 nimmt einen dreieckigen Schneideinsatz 163 auf, dessen übliche Schneiden nach vorne angeordnet sind, so daß nach der Montage in der in F i g. 1 gezeigten Weise gebohrt werden kann.

Oberhalb des Schneideinsatzes 163 befindet sich ein dreieckiger Spanablenker 164, der in bekannter Weise eine geneigte Vorderseite aufweist, die in üblicher Weise für die Spanabführung sorgt.

Zur Befestigung des Schneideinsatzes 163 und des Spanablenkers 164 dient eine Spannplatte 165, die sich oberhalb der genannten Teile befindet und eine Rippe 166 aufweist, die in der Ausnehmung 157 sitzt. Die Spannplatte 165 wird mittels eines in die Gewindebohrung 162 eingeschraubten Bolzens 167 festgezogen.

An der Innenseite des Kopfes 151 des Schneidwerkzeugträgers 121 befindet sich eine Schräge 159, in der eine Ausnehmung 160 ausgebildet ist, in die ein Einsatz 161 aus Karbid oder einem anderen hochverschleißfesten Material eingesetzt ist, der zu starken Verschleiß am Kopf 151 vermeiden soll. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Innenseite des Kopfes 151 als Schräge 159 ausgebildet, wobei diese Schräge am Vorderende des Kopfes ihre größte Nähe zur Achse der Bohrstange 115

und am Hinterende des Kopfes 151 ihren größten Abstand von der Achse der Bohrstange hat (siehe Fig.4). Diese Schräge 159 wirkt mit der Schulter 137a am Kopf 136 der Einstellschraube 135 zusammen, wobei sich durch axiale Verschiebung der Einstellschraube 135 eine radiale Auslenkung des Kopfes des Schneidwerkzeugträgers 121 ergibt, wie noch ausführlicher erläutert werden wird.

Diese punkt- bzw. linienförmige Berührung (siehe Fig. 11) ermöglicht eine sehr hohe Genauigkeit der Auslenkung, die bei flächiger Anlage aufgrund möglicher über den Umfang der Flächen verteilter Unregelmäßigkeiten nicht zu erreichen wäre.

Zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Bohrstange 115 werden zunächst der Schneideinsatz 163, der Spanablenker 164 und die Spannplatte 165 am Kopf 151 des Schneidwerkzeugträgers 121 so montiert, wie dies in den Fig.3 bis 5 dargestellt ist. Danach wird die Einstellschraube 135 in die Gewindebohrung 134 vollständig eingeschraubt, bevor der Schneidwerkzeugträger 121 eingesetzt wird. Wenn die Einstellschraube 135 ihre in Fig.4 dargestellte Stellung hat, kann dann der Schneidwerkzeugträger 121 axial in den Schlitz 140 und die Bohrung 144 eingeführt werden, wobei die obere Fläche 156 und eine zugehörige untere Fläche 156a am Kopf 151 während des Einführens an den Flächen 141 und 142 des Schlitzes 140 gleiten.

Nachdem der Schneidwerkzeugträger 121 so weit wie möglich eingeführt worden ist, werden die Spannschrauben 154 gegen die Abflachung 151a angezogen. Danach kann dann der Schneidwerkzeugträger 121 in der Bohrung 144 und dem Schlitz 140 nicht mehr axial verschoben werden.

Zum Einstellen der gewünschten Lage des Schneideinsatzes 163 ist es dann lediglich erforderlich, die Einstellschraube 135 aus der Gewindebohrung 134 zurückzuschrauben, wobei dieses Zurückschrauben und somit Einstellen erfolgt, ohne daß irgendeines der zuvor eingespannten Teile gelöst oder auf andere Weise bewegt zu werden braucht. Die Wirkung dieses Zurückschraubens der Einstellschraube 135 geht am deutlichsten aus Fig. 11 hervor, aus der ersichtlich ist, daß durch die Wanderung des punktförmigen Kontaktes zwischen der Schulter 137a am Kopf 136 der Einstellschraube und der Schräge 159 am Kopf 151 nach links (in Fig. 11) der Kopf 151 in die strichpunktiert dargestellte Lage gebracht wird, wobei die Schneide des Schneideinsatzes 136 bei dieser Verschiebung in der waagerechten Ebene X-X (siehe Fig.5) bleibt. Diese Verschiebung des Kopfes ist mgölich, da einerseits das Ende 153 des Schneidwerkzeugträgers 121 fest in der Bohrung 144 eingespannt ist und da andererseits der Durchmesser dieser Bohrung größer als der Durchmesser des Zwischenstücks 152 ist, so daß ein gewisses Spiel vorhanden ist, das es ermöglicht, den Schaft 150 zu biegen, so daß sich die beschriebene Bewegung bzw. Verschiebung des Kopfes 151 ergibt. Diese Verschiebung erfolgt dabei genau innerhalb einer waagerechten Ebene, da die Flächen 141 und 142 des Schlitzes 140 den Kopf 151 führen, so daß eine Bewegung in irgendeiner anderen Richtung unmöglich ist.

Aus F i g. 11 ist ferner ersichtlich, daß der Kontaktpunkt und somit der Hebelarm bezüglich des eingespannten Endes 153 allmählich in Richtung zum vorderen Bohrstangenende verschoben werden, während die Einstellschraube 135 aus der Gewindebohrung 134 zunehmend mehr herausgeschraubt wird, so daß sich aufgrund des größer werdenden Hebelarmes ein zunehmend größeres Biegemoment ergibt, wenn die Auslenkung größer ist.

Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Schaftes 150 kehrt dieser in seine in Fig. 11 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung zurück, wenn die Einstellschraube 135 in entgegengesetzter Richtung, d. h. tiefer in die Gewindebohrung 134, gedreht wird.

Bei einer Beschädigung des Schneideinsatzes 163 kann dieser schnell entfernt werden, indem lediglich der Bolzen 167 herausgeschraubt wird, wonach dann ein neuer Schneideinsatz eingesetzt wird. Falls der Schneidwerkzeugträger beschädigt werden sollte, brauchen lediglich die Spannschrauben 154 gelöst zu werden, so daß dann der Schneidwerkzeugträger 121 leicht und schnell ausgewechselt werden kann.

In den Fig.6 bis 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrstange dargestellt, bei der im Gegensatz zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein einstückiger Schneidwerkzeugträger 176 benutzt wird, der insgesamt bei einer Beschädigung des Schneideinsatzes ausgetauscht werden muß. Bei dieser Ausführungsform weist die Bohrstange ebenfalls einen Körper 170 auf, zu dem ein vorderes Bohrstangenende 171 gehört, in dem eine Axialbohrung 172 und eine ebenfalls axial verlaufende Bohrung 173 ausgebildet sind. Die Axialbohrung 172 geht in eine Gewindebohrung über, und in diese Gewindebohrung ist eine Einstellschraube 175 eingeschraubt. Der Schneidwerkzeugträger 176 weist an seinem Schaft ein Ende 177 auf, das in die Bohrung 173 eingesetzt ist und vor dem sich ein Zwischenstück mit geringerem Durchmesser befindet. Der Kopf 178 des Schneidwerkzeugträgers 176 weist parallel zueinander liegende obere und untere ebenen Flächen 179 und 180 auf, die an zur Führung und Abstützung dienenden Flächen 181 und 192 eines Schlitzes 183 anliegen, von dem die Bohrung 173 ausgeht. Außerdem steht der Schlitz 183 in Verbindung mit der Axialbohrung 172.

Der Kopf der Einstellschraube 175 umfaßt einen kegeligen Abschnitt 175Ö und einen zylindrischen Abschnitt 175a, wobei sich zwischen beiden Abschnitten wiederum eine Schulter befindet, die in Punktberührung mit der als Schräge 178a ausgebildeten Innenseite des Kopfes 178 des Schneidwerkzeugträgers 176 steht, wie dies aus Fig.8 erkennbar ist. Der in die Bohrung 173 eingesetzte Schneidwerkzeugträger 176 wird von einer Spannschraube 185 festgehalten, so daß der Schneidwerkzeugträger in Axialrichtung nicht verschoben werden kann.

Grundsätzlich stimmt die Ausbildung der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsform der Bohrstange mit der Bohrstange gemäß den F i g. 2 bis 5 überein. Der Unterschied liegt lediglich darin, daß ein Wegwerf-Schneidwerkzeugträger verwendet wird, dessen Schaft allerdings ähnlich wie der Schaft 150 der Ausführungsform gemäß den F i g. 2 bis 5 ausgebildet ist. Im Gegensatz zum Kopf 151 des Schneidwerkzeugträgers 121 ist allerdings der Kopf 178 des Schneidwerkzeugträgers 176 einstückig ausgebildet, wobei er eine Schneidkante 1786 und eine Spanabführung 178c aufweist.

Die Einstellung des wirksamen Bohrdurchmessers des Schneidwerkzeugträgers 176 erfolgt wiederum durch Verstellen der Einstellschraube 175 in Axialrichtung in der Axialbohrung 172, wie dies zuvor unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 5 und 11 erläutert wurde, so daß sich der Kopf 178 ebenfalss nur in einer waagerechten Ebene bewegt.

In Fig. 10 ist ein Einstellspanner 190 dargestellt, der sich besonders zum Drehen der Einstellschraube 135 bzw. der Einstellschraube 175 eignet. Dieser Einstellspanner 190 ist so ausgebildet, daß er eine möglichst genaue Einstellung bzw. sehr kleine Stellschritte gestattet, die weniger als 0,02 mm betragen können. Der Einstellspanner 190 hat grundsätzlich T-Form und umfaßt einen Schaft 191 mit einem Ende 192, das als Sechskantschlüssel zum Einführen in die Ausnehmung 135a der Einstellschraube 135 bzw. eine entsprechende Ausnehmung 175c der Einstellschraube 175 ausgebildet ist. Am vorderen Bohrstangenende befinden sich Marken 100 (siehe F i g. 2 und 6), die mit Längsmarken

193 auf einer Buchse 194 zur Deckung gebracht werden können. Die Buchse 194 ist auf den Schaft 191 geschoben und an diesem befestigt und hat einen solchen Durchmesser, daß sie in die Führungshülse 138 bzw. die Axialbohrung 172 eingeführt werden kann. Schließlich gehört zum Einstellspanner 190 noch ein Griff 195. Die Längsmarken 193 auf der Buchse 194 haben solche Abstände, daß einer Drehung des Einstellspanners um den Abstand zwischen zwei Längsmarken eine radiale Verstellung des Schneideinsatzes 163 bzw. der Schneidkante 1786 um 0,02 mm entspricht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 609 553/8

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bohrstange mit einer achsparallelen endseitigen Aufnahme für einen radial verstellbaren Schneidwerkzeugträger, welcher in einer horizontalen Ebene bewegbar gelagert und mittels einer Schraubeinrichtung verstellbar befestigt ist, wobei die radiale Verstellung ein Biegen des Schaftes des Schneidwerkzeugträgers hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Bohrstangen bekannter Weise in dem Bohrstangenende ein sich in radialer Richtung öffnender Schlitz (140, 183) vorgesehen ist, daß sich in diesem Schlitz (140, 183) in der Schneidwerkzeugträgerachse eine Bohrung (144, 173) erstreckt und der Schaft (150) des Schneidwerkzeugträgers (121, 176) in ein langgestrecktes federnd biegsames Zwischenstück (152) mit einem rückwärtigen Ende (153, 177) ausläuft, das fest in der Bohrung (144,173) angeordnet ist, daß der Schneidwerkzeugträger (121, 176) für eine Gleitberührung innerhalb des Schlitzes (140, 183) bekannte parallele Flächen (156, 156.?; 179, 180) aufweist und daß bei der Schraubeinrichtung für die radiale Verstellung des Schneidwerkzeugträgers (121, 176) von einer bei Bohrstangen bekannten Keilverstellung über eine in Achsrichtung vom Bohrstangenende verdrehbare Einstellschraube (135, 175) Gebrauch gemacht wird.

2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines bei Einstellschrauben zur radialen Verstellung bekannten abgeschrägten Schraubenkopfes der die Verstellung hervorrufende Keil dem Schneidwerkzeugträger (121, 176) durch eine Schräge (159, 178a) an der Schneidwerkzeugträgerinnenseite zugeordnet ist.

3. Bohrstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge (159, 178a) in einem achsparallelen Schnitt durch die Bohrstange (F i g. 4; F i g. 8) eine auf die Einstellschraubenachse zum kopfseitigen Ende der Einstellschraube (135,175) hin zulaufende Gerade bildet.